Биоэлектрические сигналы могут быть использованы для раннего выявления рака

Биологи Университета Тафтса (штат Массачусетс) обнаружили биоэлектрический сигнал, который может идентифицировать клетки, склонные к преобразованию в злокачественную опухоль. Исследователи также обнаружили, что имеется возможность снизить количество раковых клеток, управляя электрическим зарядом через мембраны клеток.

Опухолевые клетки у эмбрионов шпорцевой лягушки помечали чувствительными к электричеству красителями
Опухолевые клетки у эмбрионов шпорцевой лягушки помечали чувствительными к электричеству красителями
«Новостью является то, что мы установили биоэлектрическую основу для раннего выявления рака», заявил Брук Шерне, один из авторов недавно опубликованного исследования. Его соавтор — профессор Майкл Левин — отметил, что им удалось показать, что электрические заряды передают клеткам информацию, что им делать. Поэтому изменения напряжения внутри клеток не только являются признаком рака, но и позволяют управлять процессом возникновения рака.

Биоэлектрические сигналы лежат в основе важного набора контрольных механизмов, которые регулируют рост и размножение клеток. Шерне и Левин исследовали биоэлектрические свойства клеток, которые развиваются в опухоли у эмбрионов шпорцевой лягушки.

В предыдущих исследованиях, ученые уже показали, как манипулирование мембранными напряжениями может влиять или регулировать клеточное поведение. А также использоваться для активизации восстановления целых органов и частей тела. В новом исследовании биологи предположили, что рак может возникнуть, когда биоэлектрические сигналы клетки перестают отвечать на структурирование сигналы, которые руководят их нормальным развитием.

Биоэлектрические сигналы могут быть использованы для раннего выявления рака
Биоэлектрические сигналы могут быть использованы для раннего выявления рака
Исследователи индуцировали рост опухоли у эмбрионов лягушки путем введения образцов с матричной РНК (мРНК), кодирующей хорошо известные онкогены человека: Gli1, KrasG12D, и Xrel3. У эмбрионов развивались опухоли, которые сравнимы с человеческими формами рака, такими как меланома, лейкемия, рак легких, и рабдомиосаркома.

Опухолевые клетки помечали чувствительными к электричеству красителями с помощью флуоресцентной микроскопии. Далее ученых ждало потрясающее открытие: места опухоли были деполяризованы относительно окружающих тканей, что можно считать своеобразным биоэлектрическим сигналом.

Биологи также смогли показать, что изменение биоэлектрического кода гиперполяризацией опухолевых клеток подавляет аномальный рост клеток. «Мы предположили, что появление онкогенно индуцированных опухолей может быть пресечено путем изменения мембранного напряжения», — говорит Левин, — «и мы оказались правы».

Для борьбы с опухолью, вызывающей деполяризацию, исследователи вводили клетки с мРНК, кодирующей тщательно подобранные ионные каналы. Использовались белки, которые контролируют прохождение ионов через клеточные мембраны. Эти белки позволяли гиперполяризовать мембранные напряжения в клетках эмбрионов. Этот способ значительно снизить частоту возникновения опухолей у эмбрионов в отличие от тех, которые получили онкоген, но не прошли лечения гиперполяризацией.

Похожие новости

оставлено коментариев